LoRa的優點和特點
01低功耗
LoRa 應用通常是物聯網設備,通常由電池供電且使用超過幾年,因此要求 LoRa 功耗極低。低功耗LoRa的實現主要由兩個方面決定:一方面晶片必須具有低功耗;另一方面,軟體通訊協定也應具有低功耗。
首先, LoRa在硬體方面耗電量非常低,例如SX126X系列熱啟動睡眠模式電流僅1.2μA,125kHz接收電流為4.6mA,17dBm功率發射電流僅58mA 。
其次,在軟體通訊協定方面, LoRa不像其他無線技術有複雜的通訊協議,資料包非常簡單,不需要發送大量的握手資料。為了節省能源,無線喚醒(WOR)在業界已被廣泛應用。
晶片定期進入接收 (RX) 模式以偵聽喚醒前導碼,並在其他時間進入睡眠模式 (Sleep)。 WOR的接收電流如下圖所示。它大部分時間處於睡眠模式,只有一小部分時間在接收模式下喚醒,因此其整體功耗非常低。例如,Ebyte E22和E32模組均具有WOR功能,可很好地滿足低功耗要求。
02 長途
在無線通訊中,通訊距離的標準衡量標準是通道預算,它等於發射功率減去靈敏度。靈敏度是負數,靈敏度越高,負值越大,所以改善鏈路預算的方法就是提高發射功率和靈敏度。但不同國家和地區對發射功率有嚴格的要求,因此增加通訊距離的唯一方法就是提高靈敏度。當LoRa BW=125 kHz、SF=7時,靈敏度達到-123 dBm;當BW=7.81kHz、SF=12時,靈敏度達到-149.1dBm。藍牙靈敏度約為-90 dBm,ZigBee約為-85 dBm,因此LoRa的傳輸距離比其他無線技術長得多。但LoRa以頻寬換取靈敏度,導致傳輸速率很低,因此LoRa適合長距離、低速率、小數據量的應用。
3 抗干擾
LoRa可以提供遠距離傳輸,除了靈敏度優勢之外,另一個非常重要的因素就是其超強的抗干擾能力。
LoRa 仍然可以在低於噪音水平 20 dB 的情況下進行通信,這是現有傳統通信技術無法實現的。
LoRa 通常可以解調低於雜訊 20 dB 的訊號,而 FSK 理論上需要高於雜訊 8 dB 才能達到解調。當通訊過程中出現外部電磁訊號幹擾時,LoRa可以繼續穩定通信,而傳統無線技術則無法通訊。因此,在一些頻道幹擾嚴重的地區,客戶會選擇LoRa技術作為穩定通訊的主要技術。 LoRa調變之所以具有如此強的抗干擾能力,主要是因為Chirp調試可以在相干解調時收集到雜訊下的有用LoRa訊號,而相干解調後雜訊仍然是雜訊。
2022年,全球已部署超過650萬個以LoRa為基礎的閘道和超過2.8億個以LoRa為基礎的終端節點。目前有超過 170 家公共 LoRaWAN 網路營運商,而且數量還在持續成長。 ABI Research 估計,到 2026 年,LoRa 將佔全球非蜂窩低功耗廣域網路連接的 50% 以上。國內LoRa產業網路公司數量已達3,000多家,並持續快速成長。中國市場是全球綠色LoRa建設極為重要的一環。
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